数控凸轮磨床控制系统的开发.pdf

《数控凸轮磨床控制系统的开发.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、拦旦圭．．煮燕搀ation数控凸轮磨床控制系统的开发湄洲湾职业技术学院(福建莆田351254)陈建武华东理工大学机械与动力工程学院(上海200237)林砺宗林森宋启盛王启春磨削是机械切削加工中最终的一道工艺，也是曲线的磨削，采用数控加工无疑是最有效的手段。直接影响工件尺寸精度和表面质量的重要工艺环但是一般的数控系统只有直线插补和圆弧插补功节。随着近年来数控技术的快速发展，通用型的机能，若要插补比较复杂的轮廓曲线，必须借助外部床例如车、铣、刨、磨、镗已经发展成熟，国内外计算并通过直线或圆弧拟合进行离线编程，计算精的数控磨床系统已得

2、到普及，但是针对凸轮加工而度不高。目前国外凸轮磨削的专用数控磨床价格非专门设计的机床却亟待进一步发展，专用型机床市常昂贵，而且机床维护成本高。而国内当前的凸轮场潜力还很巨大。类零件的磨削加工大多数依靠传统的靠模法，生产专用型磨床的研发和使用也得到了机械行业的效率低，母模容易磨损，可靠性差，自动化程度不普遍重视，国外磨床研究开发较早，20世纪80年代高，远不能适应当前高速加工的需求。的博世力士乐MTA200(Rexroth)数控系统就可用而我们设计开发的该数控凸轮磨床系统，只需于磨削各种汽车发动机、柴油机及内燃机等凸轮轴操作工人给

3、定凸轮轮廓极坐标封闭的离散轮廓曲线的凸轮轮廓，偏心圆以及其他机械凸轮，也可磨削数据点，机床将以自动进行给定值与实际值的对比圆柱类零件。我国的高端磨床，例如上海机床厂生磨削，直到目标尺寸才磨削加工完毕，自动化程度较高，兼有手动自动切换功能，还具有自动修磨砂产的MG1432A型高精度万能外圆磨床，曾获国家轮的功能。银质奖。长春一机有限公司2008年使用西门子数控系统，成功推出的HHC一007专用凸轮轴磨床，也1．设计方案可适合加工内燃机，柴油机等较大规格凸轮外缘的凸轮类工件的磨削需要三个轴，第一个轴是装磨削。夹工件的轴轴)的转动方向

4、，第二个轴是平行针对轮廓形状复杂的凸轮磨削加工，以及其他于凸轮轴的移动方向(即纵向)，第三个轴是垂克可乐满专家称为独创的工艺方法。于提高加工精度和工作效率。由于该刀具具有较高的刚性和良好的定心作四、使用效果用，以及采用高速加工，可以修正底孔的偏差，保证销孔的形状和位置度公差。这种改进后的加工方法经过车间使用，效果很(3)通过配置冷却系统，可以将加工过程中好，用它加工出来的销孔精度高，表面粗糙度值可的细小切屑冲走，防止细小切屑在加工过程中挤伤达到R=1．6“m，得到了客户的一致认可。目前我工作面，也可以有效的减少刀具磨损，同时带走

5、加们公司风电设备销孔的加工一直采用这种方法。工产生的热量，提高钻孔和扩孔的精度，有效提高该刀具和工艺适用于钢件、铸件(更换铸铁刀刀具寿命和工作效率。头)的)~nT-，尤其是盲孔的加工，不仅保证了精(4)最后一道工序只留有精加工的余量，刀度，还缩短了加工的时间，极大地提高了工作的效具转速高，吃刀量小，受力均匀，进给量大，有利率。MW(收稿日期：20110916)536O：争：，。磊骺—。冷加工直于凸轮轴的移动方向(即l，方向)。其中，凸轮轮廓轨迹曲线是用轴的转动与y轴的进给运动，采用随动磨削工艺联动形成的。砂轮的修整是用X轴、】，

6、轴运动实现的。机床的各轴运动执行部件采用滚珠丝杆和螺母，由伺服电动机驱动。本系统中，轴所需功率较大，选用2kW富士FALDIC—w系列交流伺服电动机，其余两轴选用lkW功率。行程400ram，y轴行程200mm，A轴装夹工件最大直径300ram。2．控制系统组成磨床的控制系统采用了基于“工业控制计算机+运动控制卡”的开放式数控系统体系，如图1所示。图2控制软件流程作，通过刀具补偿将被加工零件的轮廓轨迹转换为刀具中心轨迹。刀具半径自动偏移计算原理如图3所示。设要加工凸圆弧图1控制系统构成，oA=DB(弧B半径)，显然刀由一台工业控

7、制计算机(IPC)、一块运动控具中心必须沿B制器及其扩展板卡、三套交流伺服系统(、y、进行移动，其走向应图3圆弧AB功能半径补偿三个轴)、光电传感器及接近开关等组成。其中与AB完全一致，B的坐标与、B的不同，工控机作为上位机负责人机交互界面的管理以及控点A是在OA上伸长了一个刀具半径f得到的；B制系统的实时监控工作(例如加工数据的图形化显点则是在OB上伸长一个碍到的。假定坐标A(，示、控制指令的发送、外部信号的监控以及触摸屏yA)，B(，YB)。ffiA币点的坐标则需要的控制等)。运动控制卡选用某自动化技术有限公有数控系统计算出

8、来，若要求出A、B的坐标司开发的MPC08，是基于PCI总线的四轴运动控制值，只要求出刀具半径，在起点位置、和终器，带有四路编码器反馈输入接口，提供了基于点B、B在，y坐标轴上的投影分量就行了。PC的通用运动控制运动函数库。运动控制卡作为设刀具半径矢量，在两个坐